水口山地区空心莲子草与双穗雀稗对Pb、Zn、Cu的富集作用

王芳宇，廖　慧，肖琦宝，申秀英，何丽芳，龙九妹，易　诚

（1.衡阳师范学院生命科学与环境学院，湖南衡阳，421008；2.湖南省普通高校哲学社会科学重点研究基地环境教育研究中心，湖南衡阳，421008）

水口山地区空心莲子草与双穗雀稗对Pb、Zn、Cu的富集作用

王芳宇1，廖慧1，肖琦宝1，申秀英2，何丽芳1，龙九妹1，易诚1

（1.衡阳师范学院生命科学与环境学院，湖南衡阳，421008；2.湖南省普通高校哲学社会科学重点研究基地环境教育研究中心，湖南衡阳，421008）

采用浓硝酸与高氯酸处理空心莲子草与双穗雀稗，利用原子分光光度计分别对它们的根、茎、叶中Pb、Zn、Cu的含量进行测定。结果表明，空心莲子草和双穗雀稗对Pb、Zn、Cu均具有吸附作用，植株中铅的含量最高，其次为锌。植株各部位对重金属的富集情况是：根＞茎＞叶。另外，空心莲子草与双穗雀稗相比较，前者的富集作用更加显著。

空心莲子草；双穗雀稗；Cu；Zn；Pb

水口山矿区位于湖南省衡阳市（常宁市松柏镇），沿湘江南岸东西向分布，是一个多产的铅锌采矿带，是我国主要的铅锌生产基地之一。该矿区具有一百多年的开采历史，长期的铅、锌及铜等矿的开采和冶炼活动严重污染了当地环境，对湘江流域也造成了一定程度的污染［1-3］。

空心莲子草，原名：喜旱莲子草［Alternanthera philoxeroides（Mar.t）Griseb］，别名：空心苋、水蕹菜、革命草、水花生，是苋科、莲子草属的水陆两栖的多年生草本植物，具有适应广泛、抗逆性强等特点。该植物主要通过地下根状茎进行营养繁殖，从而缩短了种群的更新时间并减弱了外界环境对后代繁衍的影响力，有利于其种群的迅速繁殖、扩大。关于喜旱莲子草在污染治理中的应用，多数都集中在污水处理上。研究表明，该植物繁殖能力强、生物量大、抗逆性强，对于污染水体具有较高的耐污性，净化效率非常显著，能够有效吸收、积累、分解其中的污染成分，并能够从中吸附大量的镉、铅、锌、铜等重金属元素［4-6］。

双穗雀稗（拉丁学名：Paspalum distichum L.）为农田及湿润秋熟旱地的主要杂草之一。又名：红拌根草、过江龙、游草、游水筋，属禾本科多年生杂草。该植物对重金属如镉、铅、铜和锌具有不同程度的富集作用［7-9］。

众多研究表明，利用植物处理系统进行污染控制具有投资、维护和运行费用低，管理简便，处理效果好，可改善和恢复生态环境、回收资源和能源以及收获经济植物等诸多优点，在污水处理、富营养化水体净化和污染土壤治理等方面均表现出良好效果［10-11］。

1　实验材料、试剂与仪器

实验材料

空心莲子草、双穗雀稗：分别于2014年6、12月在水口山冶炼八厂前的农田里采取。

1.2实验试剂

浓硝酸（分析纯）、高氯酸（分析纯）、Cu、Zn、Pb标准储备液。

1.3实验仪器

原子吸收分光光度计：型号TAS-990，北京普析通用仪器有限责任公司。

2　实验方法

2.1样品预处理

再者，教师的语言应该是简洁严谨的。如果总是说话啰啰嗦嗦杂乱无章，废话一大堆，势必会降低学生的听课积极性。由此可知，教师应该把锤炼自己的语言当作一件大事来引起注意。

采回的空心莲子草和双穗雀稗用自来水清洗干净，再用蒸馏水清洗一遍，放在阴凉处晾干，随后放置在烘箱内，100℃烘烤至恒重。干燥后将样品分为根、茎、叶三部分，分别用研钵磨碎后装瓶并标记，在干燥环境中保存备用。

2.2样品消解

准确称取空心莲子草双穗雀稗的根、茎、叶各0.1 g，分别置于烧杯中，各加入5 m L浓硝酸，盖上表面皿放置消解12小时，然后补加1 m L高氯酸加盖静置30 min［12］。消解好的溶液转移至50 mL的容量瓶中定容，摇匀，静置，待测。

2.3标准液配制

将铜、锌、铅的标准储备液用蒸馏水逐级稀释，配制成如下浓度：0.5μg/m L、1μg/m L、2μg/m L、4 μg/m L、7μg/m L，静置，备用。

2.4测定

开机后设定工作参数，等待仪器稳定后，通过测定标准液，制作各元素的标准曲线。按与测标准液同样的方法对样品进行测定，通过工作曲线读出样品中被测元素的含量。

3　实验结果

3.1工作曲线

在选定的最佳条件下，按实验方法对标准系列进行测定并绘制工作曲线。各元素的线性回归方程和相关系数见表1。

表1　回归方程和相关系数

图1　Pb标准曲线图

图2　Zn标准曲线图

图3　Cu标准曲线图

3.2空心莲子草6月份与12月份三种重金属含量的测量结果

采用原子吸收分光光度计对空心莲子草已处理好的样品分别进行Cu、Zn、Pb含量测定，结果见表2（数据为3次测定的平均值，根据相应标准曲线读取，并经换算）。从表2可以看出，空心莲子草根茎叶对铅的富集量都最大，其次为锌；根对三种重金属的富集效果都居首，其次为茎，如图4。

表2　空心莲子草根、茎、叶中重金属含量（mg·kg-1）

图4　空心莲子草Cu、Zn、Pb含量

3.3双穗雀稗6月份与12月份三种重金属含量的测量结果

双穗雀稗三种重金属含量的测量结果如表3所示（数据为3次测定的平均值，根据相应标准曲线读取，并经换算）。与空心莲子草一样，双穗雀稗根、叶对铅的富集量最大，其次为锌；根对三种重金属的富集效果都居首，其次为叶，见图

图5　双穗雀稗Cu、Zn、Pb含量

表3　双穗雀稗根、茎、叶中Cu、Zn、Pb含量（mg·kg-1）

3.4空心莲子草、双穗雀稗6月份与12月份三种重金属含量变化比较

将空心莲子草、双穗雀稗根茎叶12月份三种重金属的含量减去6月份的含量，得到的差值，以及含量变化的百分比列入表4。从表4可以看出，对于空心莲子草，茎对三种重金属富集的增速最大，叶次之，根最小。而对于双穗雀稗，含量有增有减，如根对Cu的增幅达到324.3%，叶中Zn的减少达到了42.0%。

表4　空心莲子草、双穗雀稗根、茎、叶中Cu、Zn、Pb含量变化比较

2　分析与讨论

多年来，衡阳水口山铅锌矿在冶炼过程中对周边环境造成的重金属污染不断受到关注，据已有的研究报道［13］，矿区农田（土层厚度0-20cm）Pb、Zn、Cu的含量已分别达到1956.00、126.39和214.47mg·kg-1。尽管矿区通过技术改造，已降低了重金属的排放，但仍有少量重金属持续进入周边环境，且以前的排放已构成了严重的污染。因此，对于已受到污染的水土进行治理依然是一个十分紧迫的问题。

近年来，采用植物吸收、富集重金属，从而达到对污染水体和土壤的治理已日益受到重视［11，14，15］。本研究选取水口山八厂前农田里生长繁茂的空心莲子草、双穗雀稗，检测这两种植物对Pb、Zn、Cu的富集情况，以及一个生长季内Pb、Zn、Cu含量的变化。结果发现，空心莲子草6月份的根已含有很高浓度的Pb、Zn、Cu，12月份的根重金属含量虽有所增加，但增幅不及茎和叶，这可能与空心莲子草是多年生植物，且靠根繁殖，因此根中重金属是多年累积所致，茎的富集效果大于叶，这与茎的生长期长于叶有关。不管是空心莲子草还是双穗雀稗，其Pb、Zn、Cu体内均是Pb的含量最高，其次是Zn，最后是铜Cu，结合土壤中Pb、Zn、Cu的浓度，说明对Pb吸收最多，但对Zn的富集效果最好。总之，空心莲子草和双穗雀稗对Pb、Zn均具有较好的富集效果（对Cu的富集效果不甚理想），因而可用于重金属污染水土的生物治理，但相比较而言，前者的富集作用更加显著。

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［15］黄宇妃，宋波，袁立竹，等.南丹金竹坳尾矿库及周边重金属污染调查与耐性植物筛选［J］.桂林理工大学学报，2014，34（3）：560-567.

Determination of Pb，Zn and Cu in ShuiKouShan region's Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum

WANG Fang-yu1，LIAO Hui1，XIAOQi-bao1，SHEN Xiu-ying2，HE Li-fang1，LONGJiu-mei1，YI Cheng1
（1.College of Life Sciences，Hengyang Normal University，Hengyang Hunan 421008，China；2.Research Center of Environmental Education，Key Research Base of Philosophy&Social Sciences in Hunan Province，Hengyang Hunan 421008，China）

The Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum were treated by nitric acid and high chlorine，and then their Cu，Zn and Pb were determined by atomic absorption spectrometry.The results show that The Alternanthera philoxeroides and Paspalum distichum can absorb Pb，Zn and Cu，and the content of lead in the plant was the highest，followed by zinc.The enrichment situation of the two plants for heavy metal is：root＞stem＞leaf.In addition，compared with paspalum distichum，the enrichment of Alternanthera philoxeroides is more significant.

Alternanthera philoxeroides；Paspalum distichum；Leadu；Zinc；Copper

Q143

A

1673-0313（2015）06-0123-04

2015-10-23

湖南省环境教育研究中心开放基金项目（HJ15 K02）

王芳宇（1965-），湖南衡南人，教授、博士，现从事环境污染治理与防治。